CN117680122A - 一种固态胺吸附剂的载体回收再生系统及工艺 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种固态胺吸附剂的载体回收再生系统及工艺，系统包括：换热系统，包括热源、第一热交换装置、第二热交换装置和气体输送装置，第一热交换装置分别与热源、气体输送装置连通，第二热交换装置分别与热源、气体输送装置连通；干燥系统，包括干燥装置、第一储罐和第二储罐，第一储罐存储有失活固态胺吸附剂，干燥装置的进料口与第一储罐连通，干燥装置的出料口与第二储罐连通，干燥装置的进气口与第一热交换装置连通；煅烧系统，包括煅烧装置和第三储罐，煅烧装置的进料口与第二储罐连通，煅烧装置的出料口与第三储罐连通。本申请实现了载体的回收再生，具有显著的经济价值和环境价值，节省了废弃的固态胺吸附剂的处理成本。
Description
技术领域
本申请涉及固态胺吸附剂技术领域，具体涉及一种固态胺吸附剂的载体回收再生系统及工艺。
背景技术
全球气候变暖主要是由以CO2为主的温室气体的大量排放造成的，为控制和减少CO2的排放量CO2的捕集和封存技术成为近年来的研究热点。目前，固态胺吸附剂被广泛用于空气碳捕集、工业烟气碳捕集和沼气升级，具有广阔的应用前景。
固态胺吸附剂是由多孔载体和有机胺通过浸渍法和嫁接法等方法制备合成。其中，具有特定孔隙结构的多孔载体是决定固态胺吸附剂的吸附性能的关键，但其高昂的成本限制了碳捕集的工业化应用。此外，吸附剂在循环应用中，吸附性能会逐渐下降最后失活，此时的吸附剂通常被视为固体废弃物，需要高昂的成本来进行废弃处理。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺陷，本申请提供了一种固态胺吸附剂的载体回收再生系统及工艺。
具体技术方案如下所示：
一种固态胺吸附剂的载体回收再生系统，包括：
换热系统，包括热源、第一热交换装置、第二热交换装置和气体输送装置，所述第一热交换装置分别与所述热源、所述气体输送装置连通，所述第二热交换装置分别与所述热源、所述气体输送装置连通，所述换热系统配置为执行步骤S1：将所述热源输入至所述第一热交换装置和所述第二热交换装置中，以及将所述气体输送装置的气体输入至所述第一热交换装置和所述第二热交换装置中，使其中一部分气体通过所述第一热交换装置并被加热至60℃-120℃，使另一部分气体通过所述第二热交换装置并被加热至300-500℃；
干燥系统，包括干燥装置、第一储罐和第二储罐，所述第一储罐存储有失活固态胺吸附剂，所述干燥装置的进料口与所述第一储罐连通，所述干燥装置的出料口与所述第二储罐连通，所述干燥装置的进气口与所述第一热交换装置连通，所述干燥系统配置为执行步骤S2：将60℃-120℃的气体输入至所述干燥装置，并将所述第一储罐内的失活固态胺吸附剂输入至所述干燥装置内，干燥0.5-12小时，获得初步脱附的固态胺吸附剂并存储至所述第二储罐中；
煅烧系统，包括煅烧装置和第三储罐，所述煅烧装置的进料口与所述第二储罐连通，所述煅烧装置的出料口与所述第三储罐连通，所述煅烧装置的进气口与所述第二热交换装置连通，所述煅烧系统配置为执行步骤S3：将300-500℃的气体输入至所述煅烧装置，并将所述第二储罐内的初步脱附的固态胺吸附剂输入煅烧装置内，煅烧3-6小时，获得再生载体并存储至所述第三储罐中。
在一个实施例中，还包括尾气处理系统，所述尾气处理系统包括气体处理装置和固体收集装置，所述气体处理装置与所述干燥装置的出气口、所述煅烧装置的出气口连通，所述气体处理装置存储有还原剂和催化剂，所述固体收集装置与所述气体处理装置的出气口、所述第三储罐连通；
所述煅烧系统配置为执行步骤S4：将所述干燥装置和所述煅烧装置的废料输入至所述气体处理装置，使废料中的尾气与所述还原剂和所述催化剂反应以生成氮气和水，使氮气和水经所述固体收集装置后排放，通过所述固体收集装置将废料中的再生载体收集并存储至所述第三储罐中。
在一个实施例中，所述煅烧装置的进气口位于所述煅烧装置的底部，所述煅烧装置的出气口位于所述煅烧装置的顶部，所述煅烧装置的进料口、所述煅烧装置的出料口均位于所述煅烧装置的进气口和所述煅烧装置的出气口之间，且所述煅烧装置的出料口的水平高度高于所述煅烧装置的进料口的水平高度。
在一个实施例中，所述气体处理装置包括壳体、第一阻隔部和第二阻隔部，所述壳体形成有内腔，所述第一阻隔部和所述第二阻隔部沿尾气的移动方向依次设置在所述内腔内，所述第一阻隔部上设置有所述还原剂，所述第二阻隔部上设置有所述催化剂。
在一个实施例中，所述干燥系统还包括第一螺旋给料机，所述第一螺旋给料机的进料口与所述第一储罐连通，所述第一螺旋给料机的出料口朝向所述干燥装置；
和/或，所述煅烧系统还包括第二螺旋给料机，所述第二螺旋给料机的进料口与所述第二储罐连通，所述第二螺旋给料机的出料口朝向所述煅烧装置。
在一个实施例中，还包括第一性能测试系统，所述第一性能测试系统配置为执行步骤S5：将获得的再生载体使用比表面积分析仪进行测试，并基于第一计算模型计算再生载体的比表面积；将获得的再生载体使用孔隙度分析仪进行测试，并基于第二计算模型计算再生载体的孔体积、以及基于密度泛函理论计算再生载体的平均孔径；基于计算获得的比表面积、孔体积和平均孔径评定回收再生方法的有效性。
在一个实施例中，还包括制备系统，所述制备系统配置为执行步骤S6：将有机胺和所述再生载体采用浸渍法或嫁接法制备再生固态胺吸附剂。
在一个实施例中，还包括第二性能测试系统，所述第二性能测试系统配置为执行步骤S7：将获得的再生固态胺吸附剂使用热重分析仪或固定床进行单次吸附和循环吸附，测定吸附量和循环稳定性；采用动力学模型拟合吸附曲线测定吸附速率，来评定合成方法的有效性。
在一个实施例中，所述动力学模型为一级反应模型、二级反应模型、阿乌拉米模型和双指数模型中的任意一种；
和/或，所述有机胺包括乙醇胺、聚乙烯亚胺、四乙烯五胺和聚丙烯胺中的一种。
在一个实施例中，所述再生载体包括二氧化硅、三氧化二铝和沸石分子筛中的一种。
一种固态胺吸附剂的载体回收再生工艺，使用所述的固态胺吸附剂的载体回收再生系统，该工艺包括如下步骤：
步骤S1：将所述热源输入至所述第一热交换装置和所述第二热交换装置中，以及将所述气体输送装置的气体输入至所述第一热交换装置和所述第二热交换装置中，使其中一部分气体通过所述第一热交换装置并被加热至60℃-120℃，使另一部分气体通过所述第二热交换装置并被加热至300-500℃；
步骤S2：将60℃-120℃的气体输入至所述干燥装置，并将所述第一储罐内的失活固态胺吸附剂输入至所述干燥装置内，干燥0.5-12小时，获得初步脱附的固态胺吸附剂并存储至所述第二储罐中；
步骤S3：将300-500℃的气体输入至所述煅烧装置，并将所述第二储罐内的初步脱附的固态胺吸附剂输入煅烧装置内，煅烧3-6小时，获得再生载体并存储至所述第三储罐中。
本申请至少具有以下有益效果：
1.本申请提供的一种固态胺吸附剂的载体回收再生系统及工艺，实现了载体的回收再生，具有显著的经济价值和环境价值，并将废弃的固态胺吸附剂进行无害化处理，同时节省了废弃固态胺吸附剂的处理成本。
2.本申请提供的一种固态胺吸附剂的载体回收再生系统及工艺，可以应用在发电厂或化工厂中，利用发电厂或化工厂在运行过程中的余热作为本申请的系统的热源，以为干燥系统和煅烧系统提供热源，实现了发电厂或化工厂废热的高效利用，极大地减少了系统及工艺所需的能耗和成本。
3.本申请提供的一种固态胺吸附剂的载体回收再生系统及工艺，可以应用在发电厂或化工厂中，利用发电厂或化工厂的烟气处理系统作为本申请的系统的气体处理装置，以对生产制造产生的尾气进行无害化处理。
4.本申请提供的一种固态胺吸附剂的载体回收再生系统及工艺获得的再生载体的性能与原始载体的性能相近，再生载体的比表面积保留90%以上、孔体积保留95%以上，再生载体合成的吸附剂吸附性能保留98%以上。本申请有效地降低了固态胺吸附剂的合成成本，适用于大规模工业化应用，有利于推动固态胺吸附剂用于碳捕集的工业化进程。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实施例1提供的固态胺吸附剂的载体回收再生系统的结构示意图；
图2为本实施例1提供的干燥系统的结构示意图；
图3为本实施例1提供的煅烧系统的结构示意图；
图4为本实施例1提供的尾气处理系统的结构示意图；
图5为失活的固态胺吸附剂利用TG-MS以10℃/min的升温速率在30~500℃下煅烧的气体排放分析图；
图6为原始载体和再生载体使用比表面积和孔隙度分析仪测定的吸附等温线和孔径分布图；
图7为原始载体制备的固态胺吸附剂和再生载体制备的固态胺吸附剂使用热重分析仪的单次吸附曲线图。
附图标记：
1-换热系统；2-干燥系统；3-煅烧系统；4-尾气处理系统；11-热源；12-第一热交换装置；13-第二热交换装置；14-气体输送装置；21-干燥装置；22-第一储罐；23-第二储罐；24-第一螺旋给料机；31-煅烧装置；32-第三储罐；33-第二螺旋给料机；41-气体处理装置；42-固体收集装置；211-干燥装置的进料口；212-干燥装置的出料口；213-干燥装置的进气口；214-干燥装置的出气口；241-第一螺旋给料机的进料口；242-第一螺旋给料机的出料口；311-煅烧装置的进料口；312-煅烧装置的出料口；313-煅烧装置的进气口；314-煅烧装置的出气口；331-第二螺旋给料机的进料口；332-第二螺旋给料机的出料口；411-还原剂；412-催化剂；413-第一壳体；414-第一阻隔部；415-第二阻隔部；421-第二壳体；422-分隔件；4221-过滤部。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
如图1至图4所示，本申请提供一种固态胺吸附剂的载体回收再生系统，包括：
换热系统1，包括热源11、第一热交换装置12、第二热交换装置13和气体输送装置14，第一热交换装置12分别与热源11、气体输送装置14连通，第二热交换装置13分别与热源11、气体输送装置14连通，换热系统1配置为执行步骤S1：将热源11分别输入至第一热交换装置12和第二热交换装置13中，以及将气体输送装置14产生的气体分别输入至第一热交换装置12和第二热交换装置13中，使其中一部分气体通过第一热交换装置12并被加热至60℃-120℃，使另一部分气体通过第二热交换装置13并被加热至300-500℃；
干燥系统2，包括干燥装置21、第一储罐22和第二储罐23，第一储罐22存储有失活固态胺吸附剂，干燥装置的进料口211与第一储罐22连通，干燥装置的出料口212与第二储罐23连通，干燥装置的进气口213与第一热交换装置12连通，干燥系统2配置为执行步骤S2：将60℃-120℃的气体输入至干燥装置21，并将第一储罐22内的失活固态胺吸附剂输入至干燥装置21内，干燥0.5-12小时，获得初步脱附的固态胺吸附剂并存储至第二储罐23中；
煅烧系统3，包括煅烧装置31和第三储罐32，煅烧装置的进料口311与第二储罐32连通，煅烧装置的出料口312与第三储罐32连通，煅烧装置的进气口313与第二热交换装置13连通，煅烧系统3配置为执行步骤S3：将300-500℃的气体输入至煅烧装置31，并将第二储罐32内的初步脱附的固态胺吸附剂输入煅烧装置31内，煅烧3-6小时，获得再生载体并存储至第三储罐32中。
本申请还提供一种固态胺吸附剂的载体回收再生工艺，使用上述的固态胺吸附剂的载体回收再生系统，该工艺包括如下步骤：
步骤S1：将热源11分别输入至第一热交换装置12和第二热交换装置13中，以及将气体输送装置14产生的气体分别输入至第一热交换装置12和第二热交换装置13中，使其中一部分气体通过第一热交换装置12并被加热至60℃-120℃，使另一部分气体通过第二热交换装置13并被加热至300-500℃；
步骤S2：将60℃-120℃的气体输入至干燥装置21，并将第一储罐22内的失活固态胺吸附剂输入至干燥装置21内，干燥0.5-12小时，获得初步脱附的固态胺吸附剂并存储至第二储罐23中；
步骤S3：将300-500℃的气体输入至煅烧装置31，并将第二储罐23内的初步脱附的固态胺吸附剂输入煅烧装置31内，煅烧3-6小时，获得再生载体并存储至第三储罐32中。
实施例1
如图1所示，在一个实施例中，干燥装置21为烘房，但不局限于此。
如图1所示，在一个实施例中，煅烧装置31为窑炉、流化床锅炉等，但不局限于此。
如图1和图2所示，在一个实施例中，干燥系统2还包括第一螺旋给料机24，第一螺旋给料机的进料口241与第一储罐22连通，第一螺旋给料机的出料口242朝向干燥装置31。
第一螺旋给料机24包括驱动装置和传送筒，传送筒包括筒体以及位于筒体内的旋转轴和螺旋传送带，螺旋传送带绕设在旋转轴上，驱动装置与旋转轴连接，驱动装置用于驱动旋转轴转动以带动螺旋传送带同步转动。筒体设置有第一螺旋给料机的进料口241和第一螺旋给料机的出料口242，第一螺旋给料机的进料口241和第一螺旋给料机的出料口242分别位于螺旋传送带两端。其中，第一螺旋给料机的出料口242的水平高度高于第一螺旋给料机的进料口241的水平高度。
本实施例通过设置第一螺旋给料机24进行输送，并使第一螺旋给料机的出料口242的水平高度高于第一螺旋给料机的进料口241的水平高度，使得第一储罐22内的失活固态胺吸附剂可以轻松传输至干燥装置31，使得失活固态胺吸附剂输送方便，能够实现大批量输送。
如图1和图3所示，在一个实施例中，煅烧系统3还包括第二螺旋给料机33，第二螺旋给料机的进料口331与第二储罐23连通，第二螺旋给料机的出料口332朝向煅烧装置31。第二螺旋给料机33与第一螺旋给料机24的结构相同，在此不再赘述。
本实施例通过设置第二螺旋给料机33进行输送，并使第二螺旋给料机的出料口242的水平高度高于第二螺旋给料机的进料口241的水平高度，使得第二储罐23内的初步脱附的固态胺吸附剂可以轻松传输至煅烧装置31，使得初步脱附的固态胺吸附剂输送方便，能够实现大批量输送。
如图1和图4所示，在一个实施例中，固态胺吸附剂的载体回收再生系统还包括尾气处理系统4，尾气处理系统4包括气体处理装置41和固体收集装置42，气体处理装置41与干燥装置的出气口214、煅烧装置的出气口314连通，气体处理装置41存储有还原剂411和催化剂412，固体收集装置42与气体处理装置41的出气口、第三储罐32连通。
具体地，干燥装置21和煅烧装置31的废料包括尾气及小部分经煅烧装置的出气口314排出的再生载体。
煅烧系统配置为执行步骤S4：将干燥装置21和煅烧装置31的废料输入至气体处理装置41，使废料中的尾气与还原剂411和催化剂412反应以生成氮气和水，使氮气和水经固体收集装置42后排放，通过固体收集装置42将废料中的再生载体收集并存储至第三储罐32中。
本实施例提供的一种固态胺吸附剂的载体回收再生系统，可以应用在发电厂或化工厂中，利用发电厂或化工厂的烟气处理系统作为本实施例提供的气体处理装置，以对生产制造产生的尾气进行无害化处理。
同时本实施例提供的一种固态胺吸附剂的载体回收再生系统，可以对意外经煅烧装置的出气口314排出的再生载体收集，避免了再生载体的浪费。
如图1和图3所示，在一个实施例中，煅烧装置的进气口313位于煅烧装置31的底部，煅烧装置的出气口314位于煅烧装置31的顶部，煅烧装置的进料口311、煅烧装置的出料口312均位于煅烧装置的进气口313和煅烧装置的出气口314之间，且煅烧装置的出料口312的水平高度高于煅烧装置的进料口311的水平高度。
本实施例通过将煅烧装置的进料口311、煅烧装置的出料口312、煅烧装置的进气口313和煅烧装置的出气口314的位置进行合理规划，利用热交换装置12输出的气体提供的力使得初步脱附的固态胺吸附剂不会堆积在煅烧装置31的底部，有助于实现初步脱附的固态胺吸附剂的均匀煅烧。
如图1和图4所示，在一个实施例中，气体处理装置41包括第一壳体413、第一阻隔部414和第二阻隔部415，第一壳体413形成有内腔，第一阻隔部414和第二阻隔部415位于内腔内，第一阻隔部414上设置有还原剂411，第二阻隔部415上设置有催化剂412，尾气进入内腔后，依次经过第一阻隔部414和第二阻隔部415。本实施例提供的气体处理装置41结构简单，便于生产使用。
具体地，气体处理装置41为采用选择性催化还原脱氮技术（Selective CatalyticReduction，SCR）的烟气脱硝装置。如图5所示，为失活的固态胺吸附剂利用TG-MS以10℃/min的升温速率在30~500℃下煅烧的气体排放分析图，可以看出失活的固态胺吸附剂在高温下排放的气体有NH3、H2O、NO和CO2采用SCR法对尾气进行处理，不会形成副产物，且不会造成二次污染，并且脱除效率高（可达90%以上）。
具体地，气体处理装置41上设置有进入通道，进入通道朝向第一阻隔部414，进入通道用于与还原剂输出装置连接，以使第一阻隔部414上长时间处于设置有还原剂411的状态。
如图1和图4所示，在一个实施例中，固体收集装置42包括第二壳体421和设置在第二壳体421内的分隔件422，分隔件422将第二壳体421内部分隔两部分，分隔件422具有二个以上的过滤部4221，所有的过滤部4221呈阵列分布在分隔件422上以在第二壳体421内部形成二条以上的过滤通路。
本实施例通过设置具有过滤部4221的分隔件422将第二壳体421内部分隔，分隔件422同时具备分隔功能和过滤功能，使得氮气和水顺利穿过分隔件422，并将再生载体阻隔；通过分隔件422具有二个以上的过滤部4221，使得第二壳体421内部形成二条以上的过滤通路，提升了过滤效率。
在一个实施例中，固态胺吸附剂的载体回收再生系统还包括第一性能测试系统，第一性能测试系统配置为执行步骤S5：将获得的再生载体使用比表面积分析仪进行测试，并基于第一计算模型计算再生载体的比表面积；将获得的再生载体使用孔隙度分析仪进行测试，并基于第二计算模型计算再生载体的孔体积、以及基于密度泛函理论计算再生载体的平均孔径；基于计算获得的比表面积、孔体积和平均孔径评定回收再生方法的有效性。
本实施例通过设置第一性能测试系统以对再生载体进行测试，便于评定回收再生方法的有效性。
图6为原始载体和再生载体使用比表面积和孔隙度分析仪测定的吸附等温线和孔径分布图，下表为原始载体和再生载体使用比表面积和孔隙度分析仪测定的孔隙结构数据表。
可以看出，本实施例提供的一种固态胺吸附剂的载体回收再生系统，获得的再生载体的性能与原始载体的性能相近，再生载体的比表面积保留92.2%、孔体积保留96.7%，再生载体合成的吸附剂吸附性能保留98.2%。本实施例有效地降低了固态胺吸附剂的合成成本，适用于大规模工业化应用，有利于推动固态胺吸附剂用于碳捕集的工业化进程。
在一个实施例中，第一计算模型包括Brunauer-Emmett-Teller模型；
在一个实施例中，第二计算模型包括Barrett-Joyner-Halenda模型。
如图1所示，在一个实施例中，固态胺吸附剂的载体回收再生系统还包括制备系统，制备系统配置为执行步骤S6：将有机胺和再生载体采用浸渍法或嫁接法制备再生固态胺吸附剂。本实施例提供的固态胺吸附剂的载体回收再生系统，还可基于再生载体制备再生固态胺吸附剂，功能丰富。
如图1所示，在一个实施例中，固态胺吸附剂的载体回收再生系统还包括第二性能测试系统，第二性能测试系统配置为执行步骤S7：将获得的再生固态胺吸附剂使用热重分析仪或固定床进行单次吸附和循环吸附，测定吸附量和循环稳定性；采用动力学模型拟合吸附曲线测定吸附速率，来评定合成方法的有效性。本实施例通过设置第二性能测试系统以对再生固态胺吸附剂进行测试，便于评定回收再生方法的有效性。
具体地，图7为原始载体制备的固态胺吸附剂和再生载体制备的固态胺吸附剂使用热重分析仪的单次吸附曲线图，图7测试采用的条件为90℃、100%CO2气氛下吸附，120℃、100%Ar气氛脱附。可以看出原始载体制备的固态胺吸附剂和再生载体制备的固态胺吸附剂的CO2吸附量相近，本实施例有效地降低了固态胺吸附剂的合成成本，适用于大规模工业化应用，有利于推动固态胺吸附剂用于碳捕集的工业化进程。
在一个实施例中，动力学模型为一级反应模型、二级反应模型、阿乌拉米模型和双指数模型中的任意一种；
在一个实施例中，有机胺包括乙醇胺（MEA）、聚乙烯亚胺（PEI）、四乙烯五胺（TEPA）和聚丙烯胺（PAA）中的一种。
实施例2
本实施例提供了一种固态胺吸附剂的载体回收再生工艺，具体步骤如下：
将热源分别输入至第一热交换装置和第二热交换装置中，以及将气体输送装置的气体分别输入至第一热交换装置和第二热交换装置中，使其中一部分气体通过第一热交换装置并被加热至105℃，使另一部分气体通过第二热交换装置并被加热至400℃；
将105℃的气体输入至鼓风干燥箱内，将10 g失活的固态胺吸附剂装入陶瓷坩埚内，将陶瓷坩埚内放入鼓风干燥箱内在105℃的环境下干燥0.5小时以去除吸附的水分和气体；
将400℃的气体输入至马弗炉，将陶瓷坩埚内的初步脱附的固态胺吸附剂转移至通过马弗炉，并在400℃的环境下煅烧3小时去除负载的有机胺，获得到再生载体；
待温度降低后用比表面积分析仪测试再生载体的孔隙结构和原始载体的孔隙结构，对比评定再生情况；
负载有机胺至再生载体上制备再生的固态胺吸附剂，以及负载有机胺至原始载体上制备固态胺吸附剂，并采用热重分析仪测试二者的吸附性能，并对比以进一步评定再生情况。
实施例3
本实施例提供了一种固态胺吸附剂的载体回收再生工艺，应用于垃圾发电厂内，其热源来自垃圾发电厂的烟气余热，具体步骤如下：
将垃圾发电厂的烟气余热分别输入至第一热交换装置和第二热交换装置中，以及将气体输送装置的气体分别输入至第一热交换装置和第二热交换装置中，使其中一部分气体通过第一热交换装置并被加热至95℃，使另一部分气体通过第二热交换装置并被加热至350℃；
将95℃的气体输入至烘房内，并将100 kg失活的固态胺吸附剂放入烘房内，在95℃的环境下干燥12小时以去除吸附的水分和气体；
将350℃的气体输入至窑炉，并将初步脱附的固态胺吸附剂转移至窑炉内，在350℃的环境下煅烧6小时去除负载的有机胺，获得到再生载体；
将煅烧产生的烟气并入垃圾发电厂的烟气处理系统进行无害化处理；
待温度降低后用比表面积分析仪测试再生载体的孔隙结构和原始载体的孔隙结构，对比评定再生情况；
负载有机胺至再生载体上制备再生的固态胺吸附剂，以及负载有机胺至原始载体上制备固态胺吸附剂，并采用热重分析仪测试二者的吸附性能，并对比以进一步评定再生情况。
本实施例固态胺吸附剂的载体回收再生工艺，可以应用在发电厂中，利用发电厂在运行过程中的余热作为本申请的热源，实现了发电厂废热的高效利用，极大地减少了工艺所需的能耗和成本。
同时本实施例提供的一种固态胺吸附剂的载体回收再生工艺，还利用了发电厂的烟气处理系统，以对生产制造产生的尾气进行无害化处理，节省了使用成本。
注意，上述仅为本申请的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本申请不限于这里的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本申请的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本申请进行了较为详细的说明，但是本申请不仅仅限于以上实施例，在不脱离本申请构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本申请的范围由所附的权利要求范围决定。
以上所述仅为本申请的较佳实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种固态胺吸附剂的载体回收再生系统，其特征在于，包括：
换热系统，包括热源、第一热交换装置、第二热交换装置和气体输送装置，所述第一热交换装置分别与所述热源、所述气体输送装置连通，所述第二热交换装置分别与所述热源、所述气体输送装置连通，所述换热系统配置为执行步骤S1：将所述热源分别输入至所述第一热交换装置和所述第二热交换装置中，以及将所述气体输送装置的气体分别输入至所述第一热交换装置和所述第二热交换装置中，使其中一部分气体通过所述第一热交换装置并被加热至60℃-120℃，使另一部分气体通过所述第二热交换装置并被加热至300-500℃；
干燥系统，包括干燥装置、第一储罐和第二储罐，所述第一储罐存储有失活固态胺吸附剂，所述干燥装置的进料口与所述第一储罐连通，所述干燥装置的出料口与所述第二储罐连通，所述干燥装置的进气口与所述第一热交换装置连通，所述干燥系统配置为执行步骤S2：将60℃-120℃的气体输入至所述干燥装置，并将所述第一储罐内的失活固态胺吸附剂输入至所述干燥装置内，干燥0.5-12小时，获得初步脱附的固态胺吸附剂并存储至所述第二储罐中；
煅烧系统，包括煅烧装置和第三储罐，所述煅烧装置的进料口与所述第二储罐连通，所述煅烧装置的出料口与所述第三储罐连通，所述煅烧装置的进气口与所述第二热交换装置连通，所述煅烧系统配置为执行步骤S3：将300-500℃的气体输入至所述煅烧装置，并将所述第二储罐内的初步脱附的固态胺吸附剂输入煅烧装置内，煅烧3-6小时，获得再生载体并存储至所述第三储罐中。
2.根据权利要求1所述的固态胺吸附剂的载体回收再生系统，其特征在于，还包括尾气处理系统，所述尾气处理系统包括气体处理装置和固体收集装置，所述气体处理装置与所述干燥装置的出气口、所述煅烧装置的出气口连通，所述气体处理装置存储有还原剂和催化剂，所述固体收集装置与所述气体处理装置的出气口、所述第三储罐连通；
所述煅烧系统配置为执行步骤S4：将所述干燥装置和所述煅烧装置的废料输入至所述气体处理装置，使废料中的尾气与所述还原剂和所述催化剂反应以生成氮气和水，使氮气和水经所述固体收集装置后排放，通过所述固体收集装置将废料中的再生载体收集并存储至所述第三储罐中。
3.根据权利要求1所述的固态胺吸附剂的载体回收再生系统，其特征在于，所述煅烧装置的进气口位于所述煅烧装置的底部，所述煅烧装置的出气口位于所述煅烧装置的顶部，所述煅烧装置的进料口、所述煅烧装置的出料口均位于所述煅烧装置的进气口和所述煅烧装置的出气口之间，且所述煅烧装置的出料口的水平高度高于所述煅烧装置的进料口的水平高度。
4.根据权利要求1所述的固态胺吸附剂的载体回收再生系统，其特征在于，所述气体处理装置包括壳体、第一阻隔部和第二阻隔部，所述壳体形成有内腔，所述第一阻隔部和所述第二阻隔部沿尾气的移动方向依次设置在所述内腔内，所述第一阻隔部上设置有所述还原剂，所述第二阻隔部上设置有所述催化剂。
5.根据权利要求1所述的固态胺吸附剂的载体回收再生系统，其特征在于，所述干燥系统还包括第一螺旋给料机，所述第一螺旋给料机的进料口与所述第一储罐连通，所述第一螺旋给料机的出料口朝向所述干燥装置；
和/或，所述煅烧系统还包括第二螺旋给料机，所述第二螺旋给料机的进料口与所述第二储罐连通，所述第二螺旋给料机的出料口朝向所述煅烧装置。
6.根据权利要求2所述的固态胺吸附剂的载体回收再生系统，其特征在于，还包括第一性能测试系统，所述第一性能测试系统配置为执行步骤S5：将获得的再生载体使用比表面积分析仪进行测试，并基于第一计算模型计算再生载体的比表面积；将获得的再生载体使用孔隙度分析仪进行测试，并基于第二计算模型计算再生载体的孔体积、以及基于密度泛函理论计算再生载体的平均孔径；基于计算获得的比表面积、孔体积和平均孔径评定回收再生方法的有效性。
7.根据权利要求1所述的固态胺吸附剂的载体回收再生系统，其特征在于，还包括制备系统，所述制备系统配置为执行步骤S6：将有机胺和所述再生载体采用浸渍法或嫁接法制备再生固态胺吸附剂。
8.根据权利要求7所述的固态胺吸附剂的载体回收再生系统，其特征在于，还包括第二性能测试系统，所述第二性能测试系统配置为执行步骤S7：将获得的再生固态胺吸附剂使用热重分析仪或固定床进行单次吸附和循环吸附，测定吸附量和循环稳定性；采用动力学模型拟合吸附曲线测定吸附速率，来评定合成方法的有效性。
9.根据权利要求1所述的固态胺吸附剂的载体回收再生系统，其特征在于，所述再生载体包括二氧化硅、三氧化二铝和沸石分子筛中的一种。
10.一种固态胺吸附剂的载体回收再生工艺，其特征在于，使用权利要求1至9中任一项所述的固态胺吸附剂的载体回收再生系统，该工艺包括如下步骤：
步骤S1：将所述热源输入至所述第一热交换装置和所述第二热交换装置中，以及将所述气体输送装置的气体输入至所述第一热交换装置和所述第二热交换装置中，使其中一部分气体通过所述第一热交换装置并被加热至60℃-120℃，使另一部分气体通过所述第二热交换装置并被加热至300-500℃；
步骤S2：将60℃-120℃的气体输入至所述干燥装置，并将所述第一储罐内的失活固态胺吸附剂输入至所述干燥装置内，干燥0.5-12小时，获得初步脱附的固态胺吸附剂并存储至所述第二储罐中；
步骤S3：将300-500℃的气体输入至所述煅烧装置，并将所述第二储罐内的初步脱附的固态胺吸附剂输入煅烧装置内，煅烧3-6小时，获得再生载体并存储至所述第三储罐中。
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